Ara yüzey polimerizasyonu

Arayüzey polimerizasyonu basamaklı polimerizasyonun bir türüdür. Arayüzey polimerizasyonunda polimerizasyon birbirine karışmayan iki faz (genellikle sıvı) arasında gerçekleşir ve sonucunda bu iki faz arasında polimer oluşur. Çeşitli arayüzey polimerizasyonu tipi vardır ve farklı tipler farklı polimer topolojilerine sebep olabilir. İnce filmler , nanokapsüller, ve nanolifler bu topolojilerden birkaçıdır.


Tarihi
Arayüz polimerizasyonu (İlk olarak "arayüzey polikondenzasyonu" olarak adlandırılmıştır) ilk olarak 1959 yılında Emerson L. Wittbecker ve Paul W. Morgan tarafından yüksek sıcaklık ve düşük basınçlı eriyik polimerizasyon tekniğine bir alternatif olarak keşfedildi. Son yıllarda, arayüzey polimerizasyonu ile sentezlenen polimerler, elektronikler için iletken polimerler, su arıtma membranları ve kargo yükleme mikrokapsülleri gibi belirli bir topolojik veya fiziksel özelliğin istendiği uygulamalarda kullanılmıştır. Bu reaksiyonda kullanılan iki çözelti karışmadığı ve reaksiyon hızı yüksek olduğu için, reaksiyon mekanizması az sayıda, yüksek moleküler ağırlıklı uzun polimer zincirleri üretme eğilimindedir.

Matematiksel modeller
Arayüzey polimerizasyonu, dengesiz bir işlem olduğu için matematiksel olarak modellenmesi zordur. Arayüze polimerizasyonunun matematiksel modelleri analitik veya sayısal çözümler sunar. Arayüzey polimerizasyonunda yer alan çok çeşitli değişkenler, birkaç farklı yaklaşıma ve birkaç farklı modele yol açmıştır. modellenmesini içerir. Bu modeller, kararlı olmayan koşullar altında hem reaksiyon hem de difüzyon kontrollü arayüzey polimerizasyonunu ele alır. Modellerden biri ince film kompozit (TFC) membranlar içindir ve kompozit filmin kalınlığını zamanın fonksiyonu olarak tanımlar:



A0, B0, C0, D0, ve E0 sabitleri sistemi tarafından sağlanır, X film kalınlığı ve Xmaks,deneysel olarak tespit edilen, film kalınlığının maksimum değeridir. yakıt hücreleri, süperkapasitörler ve nanoanahtar (nanoswitch) gibi uygulamalarda kullanım bulmuştur.

Sensörler
PANI nanofiberleri en yaygın olarak sensör uygulamaları için kullanılır. Bu nanolifler, Hidrojen klorür(HCI), amonyak(NH3), Hidrazin(N2 H4), kloroform(CHCI3), metanol(CH3OH) gibi çeşitli gaz şeklinde bulunan kimyasalları tespit etmek için kullanılır. PANI nanofiberleri, bazı gazlara seçiciliği artırmak için, katkılama ve polimer zinciri konformasyonunun modifikasyonu ile daha da hassaslaştırılabilir. Tipik bir PANI kimyasal sensörü bir substrat, bir elektrot ve bir seçici polimer katmanından oluşur. PANI nanofiberleri, diğer kemiresistörler(chemiresistors) gibi, elektrik direncindeki ve iletkenliğindeki değişiklikleri kimyasal ortama tepki vererek tespit eder.

Yakıt hücreleri
PPy (Polipirol) kaplı "ordered mesoporous carbon" (OMC) kompozitler doğrudan metanol yakıt hücresi uygulamalarında kullanılabilir. PPy'nin OMC üzerine polimerizasyonu, OMC'nin açık mezo gözenek yapısını değiştirmeden hücrenin arayüzeyinin elektriksel direncini azaltabilir. Bu yüzden PPy kaplı OMC kompozitler yakıt hücreleri için PPy kaplanmamış OMC'lerden daha ideal bir malzemedir.

Ayrıştırma/Saflaştırma Membranları
Sıvı-katı arayüz yoluyla sentezlenen kompozit polimer filmler ters ozmoz ve diğer uygulamalara kullanılan membranların sentezinde kullanılır. Ara yüzey polimerizasyonu ile hazırlanan polimerlerin kullanılmasının ilave bir faydası, gözenek boyutu ve ara bağlantı (interconnectivity) gibi çeşitli özelliklerin, belirli uygulamalar için daha ideal bir ürün oluşturmak üzere ayarlanabilmesidir. Örneğin, hidrojen (H2) gazının moleküler boyutu ile karbondioksit (CO2) gazının moleküler boyutu arasında gözenek boyutuna sahip bir polimerin sentezlenmesi, CO2'i geçirmeyen ama H2'yi geçirebilen bir membranın sentezlenmesine sebep olur.

Kargo taşıyıcı Mikro ve Nanokapsüller
Önceki kapsül sentezi yöntemleriyle karşılaştırıldığında, arayüzey polimerizasyonu, çok çeşitli özelliklere ve işlevselliklere sahip kapsüllerle sonuçlanan, kolayca modifiye edilebilen bir sentezleme yöntemidir. Sentezlendikten sonra kapsüller, kuantum noktaları ve diğer nanopartikülleri taşıyabilir. Polimer kapsüllerinin kimyasal ve topolojik özelliklerinin daha da ince ayarlanması, ilaç verme sistemleri oluşturmak için etkili bir yol olabilir.

Ayrıca bakınız
Polimerizasyon

Kaynakça